OPC UA LÀ GÌ

Xin hãy xếp hạngChọn nấc 1Chọn nấc 2Chọn nút 3Chọn nút 4Chọn mức 5 

Qua quy trình dàn xếp công việc với công ty đối tác, chúng tôi bao gồm đàm luận với nhau về tư tưởng OPC AU. Thiết nghĩ về đó là có mang cũng kha khá bắt đầu, phù hợp với Xu thế công nghiệp 4.0 và cũng vô tình hiểu được bài bác báo sau. hauvuong.mobi xin phép được phân tách sẽ với những bạn: khái niệm cơ bản về OPC UA - giao thức cho công nghiệp 4.0

*

1. GIỚI THIỆU

Trong khoảng 12 năm trước trên đây, tư tưởng OPC hoàn toàn có thể siêu lạ lẫm đối với nhiều phần kỹ sư trong lĩnh vực tự động hóa hóa công nghiệp. Một ít ngày sau OPC được xem như thể phương án sau cùng nhằm kết nối SCADA với PLC Khi mà lại bên trên SCADA không tồn tại driver để liên kết với PLC này. Ngày nay OPC khôn xiết thông dụng cùng được cung cấp vị tất cả những phần mềm SCADA. Nhưng chính là OPC Data Access (OPC DA). Bài viết này sẽ không trở về so sánh với vận dụng OPC DA mà là một trong chuẩn OPC khác – OPC Unified Architecture (OPC UA).

Bạn đang xem: Opc ua là gì

Với Tay nghề Kinh nghiệm hơn 15 năm thao tác làm việc cùng với OPC DA, nhưng lại khoảng tầm 5 năm cách đây không lâu, Cửa Hàng chúng tôi ít khi thực hiện OPC DA vị những giảm bớt của nó, không dừng lại ở đó những ứng dụng SCADA đang cung cấp sẵn driver để kết nối thẳng với PLC. Mặc mặc dù OPC UA Ra đời cũng rất lâu, mà lại chưa phải phần mềm SCADA nào cũng sẽ hỗ trợ, cùng cũng vào xu cố cuộc giải pháp mạng lần thứ 4, người sáng tác ước ao chuyển cài mang đến bạn phát âm thấy được sự khác hoàn toàn thân quánh tả OPC DA cùng OPC UA, những Đặc điểm nổi bật Lúc sử dụng OPC UA, tại vì sao là giao thức nền tảng gốc rễ đến Industrie 4.0, và áp dụng liên kết SCADA cùng với PLC chiếc S7-1500 áp dụng chuẩn này.

2. OPC DA VÀ OPC UA

OPC được viết tắt tự OLE for Process Control, OLE là Object Linking and Embedding là technology một thời nổi đình nổi đám của Microsoft – Công nghệ COM/DCOM (Component Object Model, D – Có nghĩa là Distributed). vì vậy OPC chính là COM/DCOM for Process Control, được phát âm là: Kiến trúc liên kết các đối tượng người sử dụng phân tán (phần mềm) trong tự động hóa hóa công nghiệp. COM Thành lập và hoạt động là nhằm thay thế sửa chữa cho DDE (Dynamic Data Exchange). Nếu phát âm DDE là technology dành riêng cho Copy & Paste thì COM là Drag & Drop trong Microsoft Windows. Một số người không muốn đọc OPC là OLE for Process Control, họ muốn ca ngợi về OPC bằng cách call OPC là Openness, Productivity, và Connectivity.

Năm 1994, đặc tả OPC trước tiên là OPC Data Access tốt là OPC truy vấn dữ liệu thời hạn thực luật pháp cách thức truy cập SCADA (Client) đến PLC trải qua phần mềm (Server) điều khiển xe trên laptop hệ quản lý Windows. Lúc này các phần mềm SCADA liên kết với những PLC thông qua 3 biện pháp phổ biến: trải qua driver trực tiếp. SCADA thực hiện các hàm đọc/ghi/cấu hình ở vào file driver (DLL) nhằm truy vấn mang lại PLC; thông qua DDE Server, SCADA vào vai trò là DDE Client; trải qua OPC Server, SCADA vào vai trò là OPC Client (OPC ở đấy là OPC DA). Thực tế người dùng (kỹ sư xây dựng SCADA) hay dùng driver trực tiếp để liên kết với PLC. lúc không tồn tại driver trực tiếp, người tiêu dùng bắt đầu áp dụng OPC DA vày một số điểm tinh giảm của OPC DA sẽ tiến hành phân tích sau đây:

Tốc độ truy vấn SCADA cho PLC bị bớt vì yêu cầu truy vấn qua 1 phần mềm trung gian. OPC Server DA được coi như nhỏng là một trong những cầu nối giữa SCADA cùng với PLC.Truy cập qua mạng LAN khó khăn tiến hành. lúc SCADA điều khiển xe trên một máy vi tính không giống, OPC Server DA chạy xe trên một máy tính khác thì vấn đề truy vấn hết sức khó khăn, thậm chí còn (trong thực tế) hoàn toàn không truy vấn được. Để làm được vấn đề đó, bên trên những laptop yêu cầu đăng nhập đúng một web8_user name và password, yêu cầu dùng DCOM config nhằm thông số kỹ thuật hàng loạt thông số ko tường minh. Có trường vừa lòng sau thời điểm làm cho đúng vật dụng tự quá trình được chỉ dẫn, cơ mà công dụng vẫn ko kết nối được mà làm cho tốn kém nhẹm thời gian người dùng.OPC DA sử dung port 135. Port này phía bên trong hàng port bị chặn vày những Firewall truyền thống lâu đời. Nên Việc truy cập qua mạng LAN rất khó khăn.Client với Server ko liên kết được qua mạng Internet.OPC DA Server chỉ chạy được bên trên hệ điều hành và quản lý Windows với cũng không chạy được bên trên .NET. Chính điều này cũng không khi nào chạy trực tiếp được bên trên PLC.Để SCADA liên kết được được với OPC DA Server thì trên máy vi tính chạy SCADA đề xuất cần phải có công bố Server đã có đăng ký bên trên registry của Windows. Để dành được ban bố này người tiêu dùng cần thiết lập nguyên ứng dụng OPC Server bên trên máy tính xách tay SCADA (mang mặc dù là chỉ cần Program ID).Nếu đi sâu vào chính sách chuyển động thân Client (SCADA) và Server thì vẫn thấy đạt điểm siêu chưa ổn của OPC DA. Client liên kết cùng với Server bằng liên kết “cứng”, Có nghĩa là Client tạo nên một không khí đối tượng người tiêu dùng bên trên Server cùng trỏ (pointer trong C++) đến các đối tượng người tiêu dùng này. Lúc mất liên kết xuất xắc Server bi khởi đụng lại thì Cient đã trỏ đến vùng lưu giữ không xác minh. Client rất cần phải khởi đụng lại nhằm chế tạo một không gian đối tượng người tiêu dùng khác. Như vậy kỹ thuật link “cứng” này hoàn toàn ko thích hợp vào vấn đề liên kết qua mạng internet.

OPC UA được gọi là 1 trong những chuẩn chỉnh truyền thông media bậc cao chủ quyền, được cải tiến và phát triển vì hiệp hội OPC Foundation, tuy thế OPC UA hoàn toàn không giống trước đây so với sệt tả lũ anh của chính bản thân mình OPC DA. Chính do vậy OPC UA được gọi bằng nhiều từ bỏ xuất hiện Platkhung Communication (OPC) Unified Architecture (UA) nhằm mục đích rời đi các từ đang không hòa hợp thời OLE for Process Control của OPC DA với các đặc tả không giống.

OPC UA có những bước tiến gì? Thứ nhất, OPC UA hạn chế tât cả các điểm tiêu giảm của OPC DA đã có liệt kê ngơi nghỉ trên. Nhìn phổ biến OPC UA có những ưu điểm sau:

OPC UA là chuẩn chỉnh quốc tế IEC 62541.OPC UA Server và Client có thể được xây dựng và chạy xe trên những hệ quản lý và điều hành khác biệt.OPC UA Server cùng Client hoàn toàn có thể được điều khiển xe trên các lắp thêm ngôi trường nlỗi cảm biến và chấp hành. bởi thế dữ liệu từ bỏ cảm biến, vật dụng chấp hành có thể được chuyển thẳng lên Cloud.Có tính bảo mật thông tin cao, thực hiện những lớp bảo mật:Hỗ trợ tính Fault tolerance cùng Redundancy.X509 Certificate: Client buộc phải có Certificate vị Server hỗ trợ thì mới có thể truy vấn được dữ liệu;Chữ ký: từng thông điệp tương truyền phần lớn được dĩ nhiên chữ cam kết, Server vẫn so sánh với chữ ký đăng ký trước mà tự kia chấp nhận/khước từ thông điệp.Mã hóa: mỗi thông điệp tương truyền những được mã hóa.User/Password: singin truyền thống nhằm vào Server.Quyền truy cập đến từng point (tag): mỗi phát triển thành trên Server đều phải có chọn lọc có thể chấp nhận được chỉ phát âm, đọc/ghi tuyệt hoàn toàn không truy vấn được.Hỗ trợ nghệ thuật Heartbeat hai phía thân Client cùng Server để khám nghiệm tình trạng hoạt động với nhau.Hỗ trợ tính năng automatic backfilling dữ liệu. Khi liên kết giữa Client với Server bị ngăn cách thì tài liệu trong thời gian này được buffer trên Server. Ngay sau khi liên kết được Phục hồi thì dữ liệu buffer này được gửi tức thì cho Client.Dữ liệu điều đình thân Client và Server gồm những: Biến cơ bản (Elementary variable); Hàm (Method); Sự kiện (Event); Mãng (Array) cùng Đối tượng (Datablock).Bao bao gồm luôn luôn History, Alarms & Event. Trước trên đây các quánh tả này trường thọ riêng biệt: OPC HDA, OPC A&E.Hỗ trợ giữ thiết bị tâm trạng (State-machine).

Xem thêm: Sự Khác Biệt Giữa Ethos Pathos Là Gì ? Tam Giác Hùng Biện Là Gì

3. OPC UA TRÊN PLC S7-1500

PLC S7-1500 của hãng Siemens với Firmware 2.0 cùng được thiết kế trên ứng dụng TIA Portal version 14 trsinh sống đi sẽ được cung cấp trợ OPC UA. có nghĩa là OPC UA Server chạy thẳng trên CPU của PLC này. Thành phần chính chạy trên CPU của PLC là lịch trình cùng tài liệu điều khiển và tinh chỉnh. OPC UA Server là áp dụng chạy chủ quyền bên trên thuộc CPU. khi xây dựng trên TIA Portal buộc phải lưu ý 3 bước sau đây nhằm sản xuất OPC UA VPS trên PLC S7-1500 (hình 1):

1. Kích hoạt tác dụng OPC UA hệ thống bên trên Properties của CPU S7-1500 vào môi trường TIA Portal.

2. Xác dìm là gồm License sẽ cài đặt.

3. Cấu hình những đổi thay bên trên PLC được cho phép truy cập đọc/ghi từ bỏ OPC UA Client.

*

Hình 1. Ba bước lúc lập trình trên TIA Portal nhằm triển khai OPC UA Server

Lúc OPC UA Client gồm thử khám phá Server cung cấp không khí thương hiệu và kết cấu dữ liệu, thì Server truy vấn vào vùng dữ liệu của chương trình tinh chỉnh, thừa nhận lên tiếng và gửi lại mang đến Client (hình 2).

*
Hình 2. Cơ chế truy cập không khí thương hiệu dữ liệu OPC UA trên S7-1500

Trong bài viết này không đề cập đến thiết lập bảo mật trên Client (SCADA) với Server (S7-1500) cũng tương tự áp dụng thực tế của OPC UA vào S7-1500. Tác đưa xin trình diễn những vấn đề chi tiết này làm việc trong những nội dung bài viết sinh hoạt các số sau. Có 4 cách thức thảo luận dữ liệu thân Client với Server: • Đọc/ghi nhất quán (Synchronous Read/Write). • Đọc/ghi bất nhất quán (Asynchronous Read/Write). • Đọc/ghi dữ liệu đăng ký trước (Registered Read/Write). • Đăng cam kết (Subscription).

Trong phương thức hiểu ghi đồng điệu, Client gửi thử dùng cho Server thương hiệu Node đề xuất đọc/ghi với chờ công dụng trong một thời gian nhất quyết. Đọc/ghi đồng bộ trong OPC UA không giống với vào OPC DA là: việc gửi yêu được tiến hành do Staông xã phía Client, với Client chỉ chờ dữ liệu vào phạm vi của chính bản thân mình (hình 2). Đối với với phương thức đọc/ghi không đồng bộ: Client gửi mang lại kinh nghiệm cho Server tên Node cần đọc/ghi và Client sẽ không còn chờ câu hỏi nhận tài liệu. Tiếp theo, Server tra cứu tìm bên trên vùng tài liệu thuộc lịch trình điều khiển và tinh chỉnh theo thương hiệu đòi hỏi, đọc/ghi Node đó và gửi/thông báo lại đến Client. Đọc/ghi ko nhất quán vào OPC UA khác cùng với OPC DA là: Việc gửi đề xuất được thực hiện bởi Stachồng phía Client (hình 2). Chính dựa vào Client không kết nối “cứng” cùng với Server cho nên việc thảo luận tài liệu giữa bọn chúng trải qua internet được tiến hành dễ dãi và mềm dẽo. Đối với nhì phương thức này, mỗi lần Client đòi hỏi đọc/ghi là Server lại buộc phải kiếm tìm tìm trong hệ thống bởi tên (hình 3a) dẫn cho chi phí thời hạn cho từng lần thương lượng cao hơn đối với cách thức đọc/ghi Node sẽ ĐK trước (hình 3b). Trong phương pháp đọc/ghi Node đang ĐK trước, những lần trao đỗi tài liệu, Client chỉ việc gửi Node ID dưới dạng số nguyên cùng tiếp theo, Server đang truy cập trực tiếp vào Node này trên Server để đưa đọc tin với gửi lại mang đến Client. Với phương pháp này rõ ràng tốc độ truy vấn nhanh hơn nhiều so với phương thức truy cập Node không ĐK trước. Pmùi hương pháp dàn xếp dữ liệu Subscription trong OPC UA, về nguyên tắc thì y như OPC DA: Client đăng ký list những Node trên Server, lúc và chỉ khi cực hiếm những Node này biến đổi thì Server new gửi lại mang đến Client (hình 4). Phương pháp trao đổi tài liệu này cụ thể là chiếm ưu nắm vào việc sử dụng con đường truyền tài liệu là Internet. Chúng tôi sẽ đối chiếu rõ hơn cách thức này trong những nội dung bài viết tiếp theo.

*

Hình 3. Đọc/ghi đồng điệu và bất nhất quán vào OPC DA và UA

*
Hình 4. Đọc/ghi không ĐK trước cùng đọc/ghi đăng ký trước

*
Hình 5. Phương thơm thức thương lượng tài liệu ĐK (Subscription)

4. PLC S7-1500 VÀ SỰ CHUẨN BỊ CHO INDUSTRIE 4.0 Với sự xuất hiện của OPC UA Server tích vừa lòng ngay lập tức trên CPU của PLC S7-1500 chất nhận được SCADA truy cập một biện pháp dể dàng đến PLC này từ những ngõ hẻm trên trái đất thông qua Internet (hình 5) cùng với tính bảo mật không hề nhỏ. Trong mô hình này PLC được liên kết một bí quyết trực tiếp vào Internet nhưng mà không bắt buộc trải qua 1 phần mềm nào đó điều khiển xe trên máy tính như trước đây. Ngày nay, SCADA được đám mây hóa (Cloud-based SCADA) cùng đa số bài toán tích lũy tài liệu, tính toán thù, sự khiếu nại, báo động, tinh chỉnh và điều khiển, tàng trữ lược sử và so với tài liệu được triển khai do rất nhiều Server chạy xe trên Cloud. Các Server này đang liên kết trực tiếp với những PLC S7-1500 sắp xếp làm việc các nhà máy sản xuất trên quả đât. Các khối hệ thống và thiết bị đầu cuối là các Client cùng những ứng dụng với mục đích là nhằm hiển thị, cung cấp hình ảnh tinh chỉnh và điều khiển, bối cảnh cai quản và bối cảnh trích xuất dữ liệu (hình 6). Tập đoàn Siemens hiện nay đang chuyển vào vận hành Cloud riêng rẽ của bản thân nhằm mục tiêu cung cấp hệ điều hành năng lượng điện toán đám mây gốc rễ mang đến Industrial Internet of Things cùng trong các số ấy tất cả Cloud-based SCADA mà giao thức nền tảng là OPC UA – Đó chính là MindSphere. Đối cùng với những tập đoàn đa quốc gia mua mạng lưới các xí nghiệp vận động phân bố sống những nước khác nhau trên nhân loại, câu hỏi số hóa cùng chuyển SCADA chạy trên hệ quản lý năng lượng điện toán thù đám mây là cực kỳ nhu yếu. Như vậy yên cầu Việc thiết kế những hệ thống tinh chỉnh và điều khiển cùng SCADA ngay lập tức trường đoản cú lúc đầu phải cân nhắc đến giao thức công nghiệp chất nhận được liên kết, thương lượng tài liệu nkhô cứng, tài liệu mập cùng bảo mật thông tin cao – đó chính là OPC UA.

*
Hình 6. PLC S7-1500 kết nối trực tiếp cùng với SCADA thực hiện đường truyền tài liệu là Internet

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *